23380

آناليز، تحليل و بهينه سازي اگزرژي- اقتصادي سيكل تركيبي رانكين بخار خورشيدي و رانكين اورگانيك با بازياب و باز توليد با استفاده از الگوريتم هاي بهينه سازي

كارشناسي ارشد

مهندسي سيستم هاي انرژي گرايش محيط زيس ت

96

1399/10/15

دكتر ابوالفضل احمدي

دكتر رضا دشتي

فناوري هاي نوين

در اين پايان نامه به شبيه سازي، تحليل و بهينه سازي سيكل تركيبي رانكين بخار خورشيدي و رانكين اورگانيك با بازياب و باز توليد اب استفاده از الگوريتم هاي بهينه سازي پرداخته شده است. در اين سيكل به كمك كلكتور خورشيدي، گرماي خورشي د كه جذب شده را وارد سيكل مي كند و ميزان اضافي آن وارد سيستم ذخيره خواهد شد . اين سيستم ذخيره شامل نمك مذاب خواهد بود و سيكل تركيبي مورد نظر تنها با گرماي خورشيدي كار مي كند و دماي بخار اب كه سيال عامل سيكل رانكين مي باش د را به ميزان مطلوب مي رسان د . سيال عامل يعني بخار آب ابتدا وارد مبدل حرارتي شده و حرارت دريافتي كه توسط نمك مذاب از خورشيد جذب شده است را مي گيرد. پس از عبور از مبدل حرارتي وارد توربين بخار فشار بالا خواهد شد . از طرفي چو ن بخار آب خروجي توربين بخار فشار بالا دماي نسبتا بالايي دارد همچنان توانايي راه اندازي يك توربين بخار فشار پايين را دارد. همچنين با گرفتن خروجي هاي متعدد از توربين فشار بالا مي توان با استفاده از بازياب و باز توليد حرارت ي دماي آب را براي ورود مجدد به مبدل حراراتي افزايش داد تا بتوانيم از هدر رفت انرژي استفاده كرده و راندمان را افزايش دهيم. خروجي توربين بخار فشار پايين سيال عامل سيكل رانكين آلي را به بخار تبديل و وارد توربين بخار مي كن د و چرخه رانكين آلي شكل مي گيرد. نوآوري هاي به كار رفته در اين پروژه استفاده از توربين بخار فشار بالا و فشار پايين به صورت همزمان در سيكل، استفاده از بازياب و باز توليد حرارتي به صورت همزمان، استفاده از سيستم ذخيره نمك مذ اب جهت ذخير ه سازي گرما تركيب سيكل رانكين بخار با سيكل رانكين اورگانيك مي باشد. هدف از انجام اين پروژه كاهش هزينه الكتريسيته توليدي افزايش بازدهي انرژي مي باشد. استفاده از اين سيكل در مواقعي كه نور خورشيد در دسترس نمي باشد به طور مثال در طول شب كه خورشي د وجود ندارد از ديگر اهداف استفاده از اين سيكل ب ا كمك سيستم ذخيره ساز نمك مذاب مي باش د. براي تحليل و آناليز بخش هاي مختلف، مدل هاي استفاده MATLAB و EES ترموديناميكي و اقتصادي آن ها بيان شده است و جهت تعيين نتايج از نرم افزار شده است. در اين تحقيق براي بهينه سازي از الگوريتم هاي هوشمند بهينه سازي مانند الگوريتم ژنتيك و ازدحام ذرات استفاده شده است. توابع هدف مورد نظر كه بايد مورد بررسي قرار گيرن د بازدهي اگزرژي 63 / مجموعه و هزينه توليد برق مي باشن د . در نقطه بهين ه عملكرد سيستم، مقادير بازدهي اگزرژي برابر 883 0 دلار به ازاي هر كيلووات ساعت مي باش د. همان طور كه قابل پيش بيني / درصد و هزينه توليد برق 1529 59 درصد براي كلكتور خورشيدي و بيشترين بازدهي اگزرژي / بود بيشترين درصد تخريب اگزرژ ي با مقدار 2 مربوط به توربين بخار فشار بالا است.

1400/01/18

Analysis, Simlulation and Optimization of the Exergy - Economic, Rankine Combined Cycle and Organic Rankine Cycle with Re-heater and Regenerator by using Optimization Algorithms.

1/5/2022 12:00:00 AM

In this thesis, the simulation, analysis and optimization of the combined Rankine cycle and Organic Rankine cycle with Re-heater and regenerator have been done using optimization algorithms. In this cycle, with the help of the solar collector, the heat of the Sun entering the cycle and the extra amount will be stored in the system. The storage system will consist of molten salt and the combined cycle temperature only works with solar heat, and the water vapor temperature, which is a Rankine cycle factor, achieves the desired degree. The operating fluid (water vapor) first enters the heat exchanger and receives heat received by the molten salt from the sun. After crossing the heat exchanger, the pressure steam turbine will go up. On the other hand, since the water vapor from the high pressure steam turbine has a relatively high temperature, it has the ability to set up a low pressure steam turbine. Also, by taking several outputs from the high pressure turbine, the water temperature can be used to re-enter the to the heat exchanger so that we can use wasting energy and increasing efficiency. The output of the low pressure steam turbine drives the organic Rankine cycle factor into vapor into the steam turbine, and the organic Rankine cycle is formed. The innovations used in this project are the use of high pressure steam turbine and low pressure simultaneously in cycle, use of regenerative and open heat generation systems to store heat and use it when sunlight is not available, for example during the night when the sun does not exist and is associated with power generation. to analyze different sections, thermodynamic and economic models are expressed and have been used to determine the results from EES and matlab software. in this study, optimization of intelligent algorithms such as genetic algorithm and particle swarm optimization has been used. the objective functions that have to be considered are exerg efficiency of the complex and the cost of generating electricity. At the optimal point in the system performance, the exerg yield values were 63٫883 per kWh and the cost of generating electricity is 0٫1529 per kwh. as predicted, the highest percentage of exergy destruction for the solar collector and the highest exergy efficiency related to the high pressure turbine.

سيكل رانكين خورشيدي، توربين بخار فشار بالا و پايين، بازياب و باز توليد حرارتي، سيكل راكين آلي، بهينه سازي اگزرژي-اقتصادي، الگوريتم ژنيتيك و ازدحام ذرات.

Solar Rankine Cycle, PSO algorithm, Vapor, Organic Rankine Cycle (ORC), Exergy – Econimic Optimization, Reheater and Regenerator